Кіріспе

Көмірді әр түрлі өлшемге бөлетін көмір өңдеу зауыты. Көмірді бұзатын машина көмірді әр түрлі пайдалы өлшемге бөледі. Көмірді бұзатын машиналар көмірден (әдетте тақтатастан) қоспаларды алып тастайды және оларды құйма қалыпқа жинақтайды. Көмірді бұзатын машина – қазіргі заманғы көмір дайындау зауытының алға басушысы. Көмір тиеу құрылғылары көбінесе битумды көмір кен орындарында қолданылатын, онда қоспаларды жою маңызды болған, ал өлшем бойынша сұрыптау екінші дәрежелі, шағын мәселе болып саналған. Кем дегенде бір дереккөз 1873 жылы көмірді бұзу зауыттары тек Пенсильвания штатындағы антрацит кен орындарында ғана табылғанын мәлімдейді.

Функция

Көмірді бөлшектеудің бірінші функциясы – көмірді бөлшектеу және осы бөлшектерді шамамен бірдей мөлшердегі категорияларға бөлу, бұл процесс сындыру деп аталады. Көмір сынушының екінші қызметі – қоспаларды (мысалы, шифер немесе тас) алып тастау, содан кейін қалған қоспалардың проценттік үлесіне қарай көмірді жіктеу. Көмірді типілден өткізу – көмірді жуу үшін қажетті алдын ала өңдеу процесі болды, себебі таза емес көмірдің жуу үшін шамамен бірдей мөлшердегі кесектер болуы керек. Кішкентай кесектерді сатуға жарамсыз деп есептеп, шахтада қалдыратын. 19-шы ғасырдың басында АҚШ-та жүргізілген тәжірибелер антрацит көмірінің кесектердің мөлшері біркелкі болса және ауа отын айналысында біркелкі ағып тұрса, антрацит көмірі битумды көмірге қарағанда ыстықтап, таза жанып, ұзақ уақыт бойы жануын көрсетті. Джесси Фелл алғаш рет ашық ауада антрацит көмірін жағып, онымен жұмыс істеді. Оның әдісі және 1808 жылы Пенсильвания штатының Уилкс-Барре қаласында жасаған «ажары» көмірді отын ретінде кеңінен қолдануға әкелді, бұл Американың өнеркәсіптік революциясын дамытуға көмектесті. Антрацит көмірі 1813 жылы Уэльсте және 1814 жылы Францияда, ал 1828 жылы АҚШ-тың шығыс бөлігінде кеңінен қолданыла бастады. Көп ұзамай антрацит көмірін қажетті біркелкілікке жеткізудің жолдарын табуға тырысты. Қазіргі заманғы көмір сынушы машинаның пайда болуына 1844 жылы бастау берілген. Алғашқы бумен жұмыс істейтін дірілдегіш экрандар АҚШ-та 1890 жылы, ал алғашқы бумен жұмыс істейтін көмір жуғыш машиналар 1892 жылы орнатылды. Брейкер-бойларды пайдалану АҚШ-та шамамен 1866 жылы басталды. Оларды көмірден шифер мен басқа да қоспаларды жинап, көмірді сыну үшін ағаш орындықтарға отырғызып, конвейерлік ленталардың үстінде орналастыратын. Брейкерлер күніне 10 сағат, аптасына 6 күн жұмыс істеді. Бұл жұмыс қауіпті болды. Олар көмірді жақсырақ ұстау үшін қолғапсыз жұмыс істеуге мәжбүр болды. 1890 және 1900 жылдардағы технологиялық жаңарулар, мысалы, көмірден қоспаларды алып тастауға арналған механикалық және су сепараторлары, брейкер жігіттерінің қажеттілігін айтарлықтай азайтты, бірақ жаңа технологияны қабылдау баяу болды. Балаларды көмір сынушыларда жұмыспен қамту тәжірибесі 1920 жылы Ұлттық бала еңбегі комитетінің, әлеуметтанушы және фотограф Льюис Хайнның және Ұлттық тұтынушылар лигасының күш-жігерінің арқасында тоқтатылды, олар халықты бұл тәжірибе туралы оқытты және бала еңбегі туралы заңдарды қабылдауға қол жеткізді. АҚШ-та көмір сынушыларды реттеу баяу жүргізілді. Ұлыбританияда 19-шы ғасырдың ортасында үкімет шахтаға кіреберіс қашықтықта көмір сынушыларды салуды талап ететін заң шығарды. Бірақ АҚШ-та федералды үкімет те, штаттар да көптеген адамдардың өмірін жоғалтқаннан кейін ғана көмір сынушыларды реттеуді қабылдады. Екі апат заң қабылдауға түрткі болды. Біріншісі 1869 жылы 6 қыркүйекте Пенсильвания штатының Плимут қаласындағы Авондейл кенішінде болған жарылыстан кен орнының шахтасы өртеніп кетті. Сол кезде ешқандай заңнамалық немесе нормативтік шаралар қабылданбады. Алайда 1871 жылы Пенсильвания штатының Батыс Питтстон қаласында кен орнының үстінде салынған ағаштан жасалған сынушы құрылысы өртеніп, 24 кенші қамалып, қаза тапты. Көмір сынушылардың ағаштан жасалуына қарсылық көрсетіп, көмір өндірушілердің қарсылығына қарамастан, Пенсильвания штаты 1885 жылы заң қабылдады. Біркелкі мөлшердегі сұрыпталған көмірді дөңгелек темір табаққа өткізді, бұл жалпақ шиферді тік тұруға мәжбүр етті. Тік тақталар желбіреген тақтадан жоғары көмірдің астынан өтуіне мүмкіндік беретін темір тақталар арасында ұсталатын. Тығыз орта резервуардың түбіне түсіп, суды және жеңіл материалды (мысалы, көмірді) жинап, кептіру үшін жоғарыға жібереді. Көмірді сынушы машиналар көмірдің ауыр жүктемесін тасымалдайтын болғандықтан, ағаштан жасалған ғимараттар толықтай болаттан немесе темірбетоннан жасалған құрылыстарға ауыстырылды. Сондай-ақ, басқа да технологиялар қолданылды. Алайда, екінші дүниежүзілік соғыстан кейінгі кезеңде көмірге деген сұраныстың өзгеруі көптеген көмір өңдеу зауыттарын тастап, біріктіруге әкелді. Көмір шаю зауыттары мен көмір сынушы зауыттары көбінесе бір үлкен зауытқа біріктіріліп, масштабтық экономияға қол жеткізілді. Автоматтандыру зауыттарды басқару үшін қажетті адам санын едәуір азайтуға әкелді, кейде кішігірім модульді қондырғылар үшін тек бір оператор қажет болды. Бұл көмір дайындау зауыттары көбінесе бірнеше шахтадан көмір қабылдап, көбісі шахтадан алыс жерде салынған. 1970 жылдары әлем...

Процесс

Көмірді бұзатын қондырғылар шахта аузының биіктігіне тең немесе одан сәл төмен орналастырылуы тиіс, осылайша гравитация күші көмірді бұзатын қондырғыға жылжытады. Мүмкін болмаған жағдайда көмір бұзу зауытының жоғарғы жағына көтеріледі. Қазандық пен қазандық үйі жақын жерде орналасқан, көтеруге, жылжымалы экрандарға, джигтерге және ұсақтағыштарға (қазіргі заманда бұл электр қуатымен қамтамасыз етіледі) қуат беру үшін, сондай-ақ машина үйі (көтеру үшін қозғалтқышты орналастыру үшін), сорғылар мен сорғы үйі (көмір жуу машиналарын сумен жабдықтау үшін) және бас тіреуі (көтеру үшін) орналасады. Көмірді бұзатын зауыттың биіктігі әдетте сегіз-тоғыз қабатты болады, кейде 150 футтен (шамамен 45 метрден) асып кетеді. 20-шы ғасырдың басындағы көмір бұзу зауытында көмір жоғарғы қабаттан зауытқа кіріп, жұмсақ еңіспен төмен қарай жылжитын "іріктеу үстелінен" (picker table) сырғып өтеді, онда көмір бұзушылар тастар мен үлкен шиферлер сияқты анық қоспаларды алып тастап, оларды төменге, шөгінді қапқа (culm pile) тастайды. Бұзушылар сондай-ақ анық таза көмір кесектерін бөліп алып, оларды "таза көмір" деп аталатын бөлек шұңқырға жібереді, онда олар ұсатылады. Қоспалармен араласқан кесектері үшінші шұңқырға түсіп, ұнтақталып, одан әрі тазартылады. Әдеттегі бұзу зауытының екінші деңгейінде көмір алдын ала сұрыпталады. Отын сұрыптау таяқшаларынан өтеді, көмірдің әртүрлі өлшемдері әртүрлі шұңқырларға түседі. Алдын ала сұрыпталған әрбір көмір түрі кейін "шифер іріктеу экранынан" (slate picker screen) (кейде "балшық экраны" деп те аталады) өтеді, дөңгелек көмір экраннан түсіп, ал жалпақ шифер экраннан өтіп, шөгінді қапқа түседі. Шифер іріктеу экранынан өткен көмір қосымша экрандар арқылы сұрыпталады. Кейбір екінші экрандар темірден жасалған, артқы жағында (көмір кіретін жерде) үлкен тесіктері, ал алдыңғы жағында кіші тесіктері болады. Бұл жалпақ экрандар кейде алға-артқа шайқалады (сондықтан оларды "шайқалатын экрандар" деп атайды), бұл көмірден кір мен күкіртті ғана емес, сонымен қатар көмірдің үлкен кесектерін кішірек өлшемге бөліп, одан әрі тазалау мен өңдеу үшін сұрыптайды. Басқа экрандар цилиндр тәрізді, минутына 10 айналым жасайды және шайқалатын экранмен бірдей функцияны орындайды. Жалпақ және цилиндрлі экрандар бір қабатты (бір экран) немесе екі қабатты (екі экран, бірінші немесе ішкі экранның ашылуы үлкен, ал екінші экранның ашылуы кішірек) болуы мүмкін. Үшінші деңгей – ұсату деңгейі. Осы кезеңде көмірдің көп бөлігі әлі де кесекті көмір болып табылады, сондықтан оны кішірек, сатуға қолайлы өнім жасау үшін ұсату қажет. Мұнда бір-бірімен байланысқан, тісті ұсақтағыштар немесе роликтер көмірді прогрессивті түрде кішірек өлшемдерге бөледі. Төртінші деңгейде көмірдің қоспаларынан тазартылады. Бұл бастапқыда негізінен қолмен жасалатын, бірақ 1910 жылдан кейін қолмен іріктеу жақсартылған экрандар мен джигтермен біртіндеп алмастырылды. Көмір бұзушылар көмір бұзу зауытының барлық деңгейлерінде жұмыс істесе де, қоспаларды қолмен іріктеудің көп бөлігі осы деңгейде жүзеге асырылды. (Көмір бұзу зауытының жер деңгейінде де бірнеше іріктеу жұмыстары жүргізілді, онда ұлдар шөгіндідегі жақсы көмір кесектерін тауып, оларды "таза" көмір ағысына қайтаратын.) Кейбір көмірлер екінші деңгейден тікелей осы деңгейге жеткізілуі мүмкін, егер олар жеткілікті кішкентай болса, өйткені осы деңгейдегі экрандар мен джигтер тек жұмыртқа көмірін және одан кіші өлшемдерді ғана қабылдай алады. Көмір бұзу зауытының осы аймағында құрғақ және ылғалды экрандар мен джигтер де жұмыс істейді. Бұл деңгейде конвейерлік ленталарды (падульдермен немесе қаптарсыз) пайдалану міндетті түрде көмірдің кіші өлшемдерін жылжыту үшін қажет болды, көбінесе ленталар бұршақ көмірі үшін минутына шамамен 33 фут, ал үлкен өлшемдер үшін минутына 50 фут жылдамдықпен қозғалды. Бір көмір бұзу зауытында өңделуге тиіс көмір мөлшеріне байланысты бірнеше сұрыптау және іріктеу деңгейлері болуы мүмкін. Көмір мен шөгінді жер астынан алынды. Құрғақ шөгінді көмір бұзу зауытынан конвейерлік лентамен немесе теміржол вагонымен алып шығылып, жақын жерде тасталатын. Өте ұсақ құрғақ шөгінді кейде ауыр шөгінділерден күшті ауамен бөлініп, құбырлар арқылы бөлек үймеге тасымалданатын. Ылғалды шөгінділер судан бөлшектердің тұнуына мүмкіндік беру үшін тұнбаларға немесе көмір шөгінділерін жинақтау бөгетінің артына сақталады. "Таза" көмір көмір бұзу зауытынан әртүрлі өлшемдерге сұрыпталғаннан кейін негізінен теміржол вагондарымен жиналып, кейін нарыққа жеткізіледі.